Mozog, obezita a závislosť: EEG neuroimaging štúdia (2016)

Prejsť na:

abstraktné

Obezita a jej pridružené komorbidity sú hlavným problémom verejného zdravia, ktorým čelí moderný svet. Približná celosvetová prevalencia nadváhy a obezity je 50% a 20%¹, To súvisí s obrovskými nákladmi spojenými so zdravotnou starostlivosťou, ktoré boli v USA vypočítané ako prekračujúce miliardy dolárov 215 ročne¹, Stratégie v oblasti verejného zdravia doteraz neúspešne zabraňovali rýchlemu zvýšeniu miery obezity², čo poukazuje na naliehavú potrebu vyvinúť účinné opatrenia na úrovni obyvateľstva, ako aj na úrovni jednotlivcov.

Obezita sa považuje za komplexnú poruchu, pri ktorej všetky genetické, fyziologické, psychologické a environmentálne faktory vzájomne pôsobia na produkciu obézneho fenotypu. Avšak patofyziologické podskupiny v obéznych populáciách sa ťažko identifikovali. Je tiež pravdepodobné, že účinná liečba bude realizovaná len s personalizovanou liečbou zameranou na špecifické patofyziologické abnormality. Hoci už dávno bolo uznané, že homeostatické centrá v mozgu zohrávajú kľúčovú úlohu pri regulácii telesnej hmotnosti, novšie oblasti mozgu podobné tým, ktoré sa podieľajú na drogovej závislosti, sa podieľajú na spotrebe potravy³.

Významná kontroverzia existuje, či je pojem potravinovej závislosti pravdepodobný, s argumentmi v prospech a proti^3,4, Jeden názor považuje obezitu za dôsledok závislosti od stravy⁵, v ktorom sa navrhuje, aby určité potraviny (tie s vysokým obsahom tuku, soli a cukru) boli podobné návykovým látkam, pretože sa týkajú mozgových systémov a prispôsobujú správanie porovnateľné s tými, ktoré vyvolávajú drogy zneužívania^4,5, Druhým názorom je, že závislosť od stravovania je behaviorálnym fenotypom, ktorý sa prejavuje v podskupine ľudí s obezitou a podobá sa závislosti od drog^3,5, Tento pohľad sa opiera o paralely medzi kritériami DSM-IV pre syndróm závislosti od látky a pozorovanými vzormi prejedania, ako napr.⁴, Klinická podobnosť viedla k myšlienke, že obezita a závislosť od alkoholu môžu mať spoločné molekulárne, bunkové a systémové mechanizmy³, Predtým sa diskutovalo o argumentoch v prospech závislosti od drogovej závislosti - alkoholu^3,4, Existuje klinické prekrývanie (1) medzi obezitou a drogovou závislosťou (2), ktorá je spoločnou zraniteľnosťou ako obezity, tak závislosťou od drog. Taq1A minor (A1) alela dopamínového receptora D2 (DRD2), ktorý bol spojený s alkoholizmom; (3) Zmeny analógových neurotransmiterov boli opísané pozostávajúce z nižších hladín striatálnych dopamínových receptorov u obéznych a závislých ľudí, ako aj z odlišných odpovedí mozgu (4) na reakcie súvisiace s výživou, súvisiacich stimulov u obéznych jedincov v porovnaní s neobytnými kontrolami vo funkčných zobrazovacích štúdiách.

Všetky tieto argumenty boli kritizované, v ktorých sa uvádza, že veľká väčšina jedincov s nadváhou nepreukázala presvedčivý behaviorálny alebo neurobiologický profil podobajúci sa závislosti a že obrovská nekonzistencia vyplývajúca z preskúmania neuroimagingovej literatúry naznačuje, že obezita je veľmi heterogénna porucha⁴.

Tak vzniká otázka, či existuje skutočne podskupina obéznych ľudí, ktorí sú závislí od stravovania. Toto porozumenie by mohlo viesť k vývoju patofyziologicky špecifických liečieb pre podskupiny obéznych pacientov. Kvantitatívne a validované psychometrické meranie potravinovej závislosti sa nedávno vyvinulo, škál Yale Food Addiction Scale (YFAS)⁶, Obsah Yale pre závislosť od potravín (YFAS) sa skladá z otázok založených na kritériách závislosti od látok v DSM-IV-TR a stupniciach, ktoré sa používajú na hodnotenie závislosti na správaní, ako sú hazardné hry, cvičenie a pohlavie vrátane obrazovky hazardných hier South Oaks , stupnicu závislostí na cvičení a nástroj Carnes na vyhľadávanie sexuálnej závislosti⁶, Pri diagnostike závislosti od stravy, ktorá sa podobá diagnóze závislosti od látok, sa kritériá považovali za splnené, ak účastníci schválili tri alebo viac zo siedmich kritérií DSM-IV-R, ako aj aspoň jednu z dvoch položiek klinickej významnosti (poškodenie alebo tieseň)⁶, Tieto kritériá sú (1) Látka užívaná vo väčšom množstve a na dlhšie obdobie, ako bolo určené (2) Trvalá túžba alebo opakovaný neúspešný pokus o ukončenie (3) Veľa času / aktivity na získanie, (4) Použitie pokračuje aj napriek vedomostiam o nepriaznivých dôsledkoch (napr. nesplnenie povinností súvisiacich s úlohami, použitie pri fyzikálnom nebezpečenstve, (5) Tolerancia (výrazné zvýšenie množstva, výrazné zníženie účinku), (6) Charakteristické príznaky abstinencie, látka užívaná na zmiernenie stiahnutia.

Neurónové korelácie pre závislosť od stravy založené na kritériách YFAS sa skúmali pomocou fMRI v evokovanom prostredí a skúmali, ako sa mozog jedlých ľudí závisiacich od potravy líši od chudých kontrol v reakcii na potravinový stimul (čokoládový milkshake)⁷, Účastníci s vyššími a nižšími skóre závislostí od stravy preukázali väčšiu aktiváciu v dorzolaterálnej prefrontálnej kôre a chvostovej vode v reakcii na očakávaný príjem jedla, ale menej aktivácie v laterálnej orbitofronálnej kôre ako odpoveď na príjem potravy. Okrem toho v korelačnej analýze skóre skóre závislosti od stravy korelovali s vyššou aktiváciou v prednej cingulárnej kôre, mediálnou orbitofronálnou kôrou a amygdou v reakcii na predpokladaný príjem potravy⁷, Táto štúdia naznačuje, že podobné vzorce neurónovej aktivácie sú zapletené do návykového správania pri jedení a závislosti od látok⁷, Skutočne bolo zistené, že aktivácia odmeňovacieho okruhu v reakcii na indikácie potravín a znížená aktivácia inhibičných oblastí v reakcii na príjem potravy bola identifikovaná⁷.

Zmeny týkajúce sa trávenia v mozgu boli skúmané technikou vyvolanou tágom a fMRI. Aktivita súvisiaca s túžbou bola identifikovaná v hipokampe, na ostrove a v kaviarni, v troch oblastiach, o ktorých sa hlásilo, že sa podieľajú na liekovej túžbe, podporujúc hypotézu spoločného substrátu o chuti na jedlo a drogy⁸.

V nedávnej štúdii, pri pohľade na nervové koreláty závislosti od stravy v pokoji s lokalizovaným EEG, päť minút po jedinej chuti čokoládového mliečneho mlieka, pacienti s tromi alebo viacerými príznakmi závislosti na príjme potravín ukázali zvýšenie delta energie v pravom prostredí (BA 8) a v pravej precentrálnej gyrus (BA 9) a síce theta v pravom ostrove (BA 13) av pravom dolnom čelnom gyre (BA 47). Okrem toho v porovnaní s kontrolnými skupinami pacienti s troma alebo viacerými symptómami závislosti od stravy vykazovali zvýšenie funkčnej konektivity v prednastavenom priestore v pásme theta a alfa. Zvýšenie funkčnej konektivity bolo tiež pozitívne spojené s počtom príznakov závislosti od stravy⁹, Táto štúdia naznačuje, že závislosť od stravy má podobné neurofyziologické koreláty s inými formami porúch súvisiacich s obsahom a návykov, čo naznačuje podobné psychopatologické mechanizmy⁹.

Cieľom tejto štúdie bolo zistiť, či obézni ľudia s jedlom a bez nej majú spoločné "obezita nervovej mozgovej aktivity " ako aj to, či na základe predchádzajúcej literatúry možno identifikovať spoločnú závislosť medzi neurónovou mozgovou aktivitou medzi ľuďmi so závislosťou od alkoholu a ľuďmi, ktorí sú závislí od potravín.

Metódy

Behaviorálne a laboratórne opatrenia

dotazníky

Yale škôl na závislosť potravín

Každý účastník dokončil stupnicu Yale Food Addiction Scale, ktorá je samo ohláseným štandardizovaným dotazníkom založeným na kóde DSM-IV pre kritériá závislosti látok na identifikáciu jedincov s vysokým rizikom závislosti od stravy bez ohľadu na telesnú hmotnosť^6,10,11, Zatiaľ čo v súčasnosti neexistuje oficiálna diagnóza "závislostí od stravy", bola vytvorená spoločnosť YFAS na identifikáciu osôb, ktoré vykazovali príznaky závislosti na určitých potravinách. Potraviny s návykovým potenciálom, ktoré najvýraznejšie identifikuje spoločnosť YFAS, zahŕňajú potraviny s vysokým obsahom tuku a cukru. YFAS je psychometricky validovaný nástroj pozostávajúci z otázok 27, ktoré identifikujú vzorce stravovania, ktoré sú podobné správaniu v klasických oblastiach závislostí (2). Pomocou stupnice systémového bodovania sme vypočítali skóre YFAS z 7 pre každého účastníka (2). Na systéme YFAS sa použil stredný rozdiel na diferenciáciu skupín obezity. Účastníci, ktorí mali skóre rovnajúce sa mediánu (= 3), boli z analýzy vylúčené. Účastníci s nižším skóre ako medián boli priradení skupine s nízkym YFAS, tj skupine s obezitou, ktorá nie je závislá od potravy (NFAO), zatiaľ čo tí, ktorí mali skóre vyšší ako medián, boli priradené skupine s vysokým YFAS, tj potravine závislú skupina obezity (FAO).

Číselné ratingové stupnice (NRS) od 0 po 10 meranie hladu (Ako máte hlad?); spokojnosť (ako spokojný cítite?); plnosť (ako plné cítite?); zhodnotenie (koľko si myslíš, že teraz môžeš jesť?); a túžba po jedle / chuť (chcete teraz niečo jesť?).

BIS / BAS

Systémy inhibičného správania / systémov prístupu správania (BIS / BAS) boli vyvinuté s cieľom posúdiť jednotlivé rozdiely v citlivosti dvoch všeobecných motivačných systémov, ktoré sú základom správania¹², BIS sa hovorí, že reguluje odporné motívy, ktorých cieľom je odkloniť sa od niečoho nepríjemného. Predpokladá sa, že BAS sa bude riadiť apetitívnymi motívmi, ktorých cieľom je posunúť sa smerom k niečomu, čo je žiaduce.

DEBQ

Účastníci vyplnili kópiu holandského dotazníka o správaní pri jedení (DEBQ) tým, že uviedli, do akej miery jedia z citových dôvodov, vonkajších dôvodov a obmedzenia¹³.

BES

Zvieracia mierka (BES) je dotazník, v ktorom sa hodnotí prítomnosť určitého správania pri nadmernom jedení, ktoré môže naznačovať poruchu príjmu potravy¹⁴.

Informovanosť o potravinách

Potravinové povedomie je kvantifikované podskupinou dôkladného stravovacieho dotazníka¹⁵ a meria citovú citlivosť vnútorných stavov a organoleptické vedomie (tj vedomé zhodnotenie účinkov potravín na každý zmysel).

Laboratórne a návštevné merania

Vzorky venóznej krvi boli odoslané do laboratória Dunedinskej verejnej nemocnice na meranie glukózy, lipidov a pečeňových funkcií štandardnými metódami. Zloženie tela sa meralo použitím bioelektrickej impedančnej analýzy (BIA) (Tanita MC-780 Multi-Frequency Segmental Composition Analyzer). Výdavky na kľudovú energiu boli merané nepriamou kalorimetriou (Fitmate, COSMED).

Porovnanie skupín

Na systéme YFAS sa použil stredný rozdiel na diferenciáciu skupín obezity. Osem účastníkov malo skóre rovnajúce sa mediánu (= 3) a boli vylúčené z analýzy. Účastníci s nižším skóre ako medián boli priradení skupine s nízkym YFAS, tj skupine s obezitou, ktorá nie je závislá od potravy (NFAO), zatiaľ čo tí, ktorí mali skóre vyšší ako medián, boli priradené skupine s vysokým YFAS, tj potravine závislú skupina obezity (FAO). Z technického hľadiska iba účastníci 3 skutočne spĺňali kritériá pre závislosť od stravy, tj tri alebo viac zo siedmich kritérií DSM-IV-R, ako aj aspoň jeden z dvoch klinicky významných položiek (poškodenie alebo strach) (Gearhardt, Corbin et al.⁶).

Porovnanie sa uskutočnilo medzi skupinami chudých, nízkych YFAS a vysokých skupín YFAS pre rôzne dotazníky používajúce MANOVA. Ako závislé premenné boli všetky dotazníky zahrnuté do jedného modelu uvedeného v tabuľke Tabuľka 1. Nezávislou premennou bola skupina (štíhla, nízka YFAS a vysoká YFAS). Na porovnanie medzi tromi rôznymi skupinami sa použila korekcia na viacnásobné porovnanie pomocou Bonferroniho korekcie (p <0.05). Premenný vek sme zahrnuli ako kovariát na kontrolu našich nálezov týkajúcich sa veku.

  

Tabuľka 1

Demografické, antropometrické a laboratórne opatrenia pre chudé a obézne skupiny.

Vykonali sme štúdiu analyzujúcu biochemické a klinické údaje, ako aj dotazníky súvisiace s výživou a obezitou (pozri Tabuľky 1 a and2) 2) doplnené o EEG aktivitu mozgu v pokojovom stave u skupiny obéznych (BMI> 30 kg / m.)²) ľudí (n = 38) s nízkymi (n = 18) a vysokými (n = 20) skóre YFAS a porovnávali ich so skupinou chudých nezávislých kontrol (n = 20)

  

Tabuľka 2

Analýza dotazníkov: priemerné skóre a štandardné odchýlky.

Okrem toho, aby sme overili, či vysoké skóre YFAS skutočne odráža návykový fenotyp, porovnávame vysoké a nízke skupiny YFAS so skupinou nekontrolovateľných alkoholických návykov (n = 13), ktorí hľadajú spoločnú sieť neurónových závislostí, ako aj nervovú substrátov potravy a túžby po alkohole.

výsledky

Behaviorálne opatrenia

YFAS

Porovnanie medzi slabým, nízkym a vysokým YFAS ukazuje významný rozdiel (F = 104.18, p <0.001), čo naznačuje, že štíhla skupina a nízka hodnota YFAS sa navzájom nelíšia, ale že obe skupiny sa líšia od skupiny vysokej hodnoty YFAS (Tabuľka 3). Keď sa pozrieme na rôzne podskupiny YFAS, nadmerné používanie potravín, čas strávený na jedlo, sociálne stiahnutie, abstinenčné symptómy a súvisiace s potravinami sú podskupiny, ktoré odlišujú vysoký YFAS od nízkych subjektov YFAS. Vysoká skupina YFAS sa však nelíši od nízkej úrovne YFAS a štíhlej skupiny pre pretrvávajúce používanie podskupín napriek nepriazni a tolerancii. Na žiadnej z podpriečinkov sa nízke predmety YFAS líšia od chudých subjektov. Tabuľka 3 poskytuje podrobný prehľad.

  

Tabuľka 3

Podskupiny YFAS pre chudé a obézne skupiny.

Korelácia medzi závislosťou od stravovania a nadmerným stravovaním

Skóre YFAS pre celú skupinu korelovalo s BES skóre (r = 0.50, p <0.01) (Tabuľka 4). Pre skupinu s nízkym YFAS sa nezistila žiadna významná korelácia (r = 0.18, p <0.05) (Tabuľka 4), pre skupinu s vysokým YFAS sa zistila významná korelácia (r = 0.56, p <0.05) (Tabuľka 4).

  

Tabuľka 4

Pearsonova korelácia medzi rôznymi dotazníkmi.

Demografické, antropometrické a laboratórne opatrenia

Porovnanie medzi skupinami s nízkym a vysokým YFAS ukazuje bežný fenotyp. Obidve skupiny nemôžu byť oddelené na základe biochemickej analýzy (F = 0.89, p = 0.572), životné funkcie (F = 0.75, p = 0.532), hmotnosť a ďalšie antropometrické miery (F = 1.17, p = 0.342) vrátane zloženia telesného tuku (F = 0.66, p = 0.684), pokojový energetický výdaj (F = 0.77, p = 0.387). Obe obézne skupiny sa významne odlišovali od štíhlej skupiny. Pacienti závislí od alkoholu majú normálnu telesnú hmotnosť, výšku a BMI. Ich skóre túžby bolo 8.32/10 a skóre ich identifikačných testov (auditov) na poruchu užívania alkoholu 36.21 (normálne <20). Pozri Tabuľka 2 pre prehľad.

dotazníky

Skupina nízkej i vysokej skupiny YFAS oznámi, že majú menej hladovosti ako štíhlej skupiny. Vysoká skupina YFAS oznámi, že sa cítia plnšie ako skupina s nízkou hodnotou YFAS a štíhlej skupiny. Neboli preukázané žiadne významné rozdiely v spokojnosti, zhodnotení a túžbe po potravinách. Na dotazníku BIS / BAS vysoká skupina YFAS hlási vyššie skóre ako nízka hodnota YFAS a štíhlej skupiny na BIS, ale nie na BAS. Na troch rôznych stupňoch DEBQ sa získal významný účinok. Pre podskupinu "obmedzené" skupina s nízkou YFAS a vysokou skupinou YFAS zaznamenala vyššie skóre v porovnaní s chudou skupinou, ale neodlišovala sa od seba. Podskupina "vonkajšia" označuje, že osoby s vysokým YFAS majú vyššie skóre ako nízke YFAS, ako aj slabé subjekty, ale nízka skupina YFAS má nižšie skóre ako skupina s nízkym a vysokým YFAS. "Emocionálna" podskupina ukazuje rozdiel medzi vysokou skupinou YFAS a nízkymi YFAS a slabými subjektmi. Navyše vysoká skupina YFAS má vyššie skóre v súvislosti s konzumáciou jedla a informovanosťou o potravinách v porovnaní s nízkou YFAS a slabou skupinou. Pokiaľ ide o informovanosť o potravinách, taktiež sa zistil významný rozdiel medzi skupinou s nízkou YFAS a štíhlou skupinou. Tabuľka 3 zobrazuje súhrn výsledkov. Navyše Tabuľka 4 ukazuje koreláciu medzi rôznymi dotazníkmi pre celú obéznu skupinu, nízky a vysoký YFAS, oddelene.

Elektrická neuroimaging

Analýzy korelácie

Celá skupina

Celá analýza korelácie mozgu a YFAS odhalili významnú pozitívnu koreláciu s rastrálnou prednou cingulárnou kôrou (rACC) pre theta (r = 0.23, p = 0.041) a beta3 (r = 0.22, p = 0.041) frekvenčné pásma (Obr. 1).

  

Obrázok 1

Celá korelačná analýza mozgu a YFAS odhalili významnú pozitívnu koreláciu s (A) rastrálnou prednou cingulovou kôrou (rACC) pre theta (r = 0.23, p = 0.041) a (B) beta3 (r = 0.22, ...

Nízka skupina YFAS

Korelačná analýza pre celý mozog a hladové skóre odhalil významný účinok pre frekvenčné pásmo both theta a beta1 a beta2. Hladové skóre korelujú pozitívne s aktivitou EEG v kľudovej insule ako aj s ľavou somatosenzorickou kôrou (r = 0.69, p = 0.0007) (Obrázok 2A) a negatívne koreluje s aktivitou EEG v stave spätného stavu beta1 v dorsálnej prednej cingulárnej kôre (dACC) (r = -0.49, p = 0.019) (Obrázok 2B). Negatívna korelácia pre aktivitu EEG v stave pokojovej aktivity beta2 v rastrálnej prednej cingulárnej kôre (rACC) a ľavej insule (r = -0.48, p = 0.022) sa tiež nachádza (Obrázok 2C). Žiadne významné účinky neboli pre delta, alpha1, alpha2, beta3 a gama frekvenčné pásmo. Bola dosiahnutá pozitívna korelácia medzi vnímanie plnosti a aktivita beta 3 v zadnej cingulárnej kôre (PCC), ktorá sa rozširuje na precuneus a somatosenzorickú kôru (r = 0.52, p = 0.013) (pozri Obrázok 2D) a s gama aktivitou v pregenuálnej prednej cingulárnej kôre (pgACC) (r = 0.61, p = 0.004) (Obrázok 2E). Bola dosiahnutá pozitívna korelácia medzi informovanosť o potravinách a theta aktivity v rACC a somatosenzorickej kôre (r = 0.44, p = 0.034) (Obrázok 2F). Negatívna korelácia sa získala s aktivitou beta1 v pgACC (r = -0.90, p <0.00001) (Obrázok 2G). Ďalej bola preukázaná negatívna korelácia s aktivitou beta2 v dACC a subgénnou prednou cingulárnou kôrou (sgACC), ktorá prechádza do amygdaly (r = -0.73, p = 0.0003) (Obrázok 2H). Ďalej bola zistená negatívna korelácia (modrá) s gama aktivitou v dACC a PCC (r = -0.61, p = 0.004) (Obrázok 2I). Neboli získané žiadne iné významné účinky. Nebol zistený žiadny účinok medzi aktivitou mozgu a stupnicou hladovania pre skupinu s nízkou YFAS.

  

Obrázok 2

(A) Korelačná analýza u obéznych ľudí, ktorí nie sú závislí od stravovania. Hladové skóre korelujú pozitívne s aktivitou EEG v pokoji EGE v zadnej insule, ako aj s ľavou somatosenzorickou kôrou (r = 0.69, p = 0.0007). (B) Korelácia ...

Vysoká skupina YFAS

Zaznamenala sa značná korelácia skóre hladov a gama prúdovej hustoty v rACC prechádzajúcej do dorzálnej mediálnej prefrontálnej kôry (dmPFC) (r = 0.56, p = 0.005) (Obrázok 2J). Pri frekvenčných pásmach delta, theta, alpha1, alpha2, beta1, beta2 a beta3 sa nezistil žiadny významný účinok. Medzi aktivitou mozgu a hladom, plnosťou a stupňami uvedomenia neexistovali žiadne významné korelácie.

Skupina na závislosť od alkoholu

Zaznamenala sa významná korelácia medzi hodnotami túžby po alkohole a prúdovou hustotou gama pásma pre rACC, ktoré sa rozširujú do dmPFC (r = 0.72, p = 0.002) (Obr. 3).

  

Obrázok 3

Korelačná analýza medzi hodnotami túžby po alkohole a prúdovou hustotou gama pásma (r = 0.72, p = 0.002).

Konjunkčná analýza

Analýza spojenia aktivity pokojovej aktivity medzi vysokými a nízkymi skupinami YFAS ukazuje beta2 aktivitu v oblastiach sgACC, pgACC, parahipokampa, pravých dolných parietálnych a stredných časových oblastiach (Z = 1.99, p = 0.023) (Obrázok 4A) a gama aktivita v PCC siahajúca do precuneus a cuneus (Z = 1.99, p = 0.023) (Obrázok 4B). Anticorelačná aktivita vo frekvencii beta2 bola identifikovaná v oblastiach rACC / dmPFC medzi vysokými YFAS a nízkymi skupinami YFAS (Z = -2.03, p = 0.021) (Obrázok 4A).

  

Obrázok 4

(A) Konjunkčná analýza aktivít v štádiu odpočinku beta2 medzi obéznymi ľuďmi, ktorí sú závislí od potravín (vysoký YFAS) a obéznymi ľuďmi, ktorí nie sú závislí od stravovania (nízka YFAS). Červená predstavuje významnú odchýlku od chudých zdravých nezávislých kontrol, ktoré sú spoločné obe obézni ...

Analýza spojenia medzi skupinou obéznych vysokých YFAS a skupinou závislosti na alkohole ukázala významný vplyv na frekvenčný pás alpha1 v ACC / dmPFC a precuneus (Z = 2.24, p = 0.013) (Obrázok 4C) a pre aktivitu alpha2 v sgACC a orbitofronálnej kôre (OFC), ako aj temporálny lalok (fusiform / parahipokampálna oblasť) (Z = 2.78, p = 0.003) (Obrázok 4D). Nepozoroval sa žiadny významný účinok medzi skupinami s nízkou YFAS a skupinou závislosti na alkohole.

Diskusia

Tieto výsledky naznačujú, že vysoké skóre YFAS predstavuje závislý stav. Analýza spojenia ukázala, že skupina s vysokým YFAS a skupinou závislosti na alkohole zdieľa spoločnú patologickú mozgovú aktivitu, ktorá nie je prítomná v skupine s nízkym YFAS, Vizualizovaný neurónový substrát sa považuje za patologický, pretože je kontrolovaný v skupinách s vysokým YFAS a alkoholom závislým od subtrakcie mozgovej aktivity zo štíhlej nezávadnej zdravej kontrolnej skupiny. Táto patologická "mozgová aktivita závislosti" zahŕňa predné cingulárne mozgové kôry / dorzálne mediálne prefrontálne kôry, pregenuálne predné cingulárne kôry prechádzajúce do mediálnej orbitofronálnej kôry (mOFC), parahipokampálnej oblasti a precuneus, oblasti mozgu, ktoré môžu byť modulované farmakologickou alebo kognitívnou liečbou závislostí⁴¹, Predchádzajúca štúdia fMRI ukázala, že skóre YFAS korelujú s aktivitou vyvolanou tágom v rACC a mOFC⁷ čo naznačuje, že tieto oblasti mozgu reagujú na príznaky potravy. Naše výsledky naznačujú, že sú tiež aktívnejšie v kľudovom stave v porovnaní s predchádzajúcou štúdiou stavu pokoja LORETA EEG⁹, Takto alkohol a potravinová závislosť by mohli okrem bunkových, genetických a behaviorálnych aspektov³, tiež majú spoločný neurofyziologický substrát na úrovni makroskopickej mozgovej aktivity.

Obidve skupiny YFAS však majú bežný fenotyp, obezitu a nemôžu byť rozdelené na základe biochemickej analýzy, vitálnych znakov, hmotnosti a ďalších antropometrických opatrení vrátane zloženia telesného tuku, výdavkov na odpočinok, ani hodnotenia skóre súvisiaceho s potravinami s výnimkou plného vnímania (Tabuľka 2). Tjeho klinická podobnosť sa odráža v bežnej neurobiologickej "mozgovej aktivite obezity" zdieľanej nízkymi a vysokými skupinami YFAS. Kombinovaná analýza (kontrolovaná pre chudé) ukázala bežnú patologickú beta aktivitu v subgenu a pgACC, pričom gama aktivita v PCC sa rozširuje na precuneus a cuneus a kombinuje sa s beta aktivitou v parahipokampálnej oblasti a pravej dolnej parietálnej a stredomorovej oblasti. Tieto oblasti v podstate tvoria sieť s predvoleným režimom, ktorá sa zaoberá spracovávaním informácií o vlastných referenciách a telesných pocitoch⁴², Je však zaujímavé, že rôzne časti siete predvoleného režimu spracovávajú informácie na rôznych frekvenciách. Bolo navrhnuté, že predvolená sieť režimov pozostáva z podsietí 3⁴³, Jedna časť pozostáva z pgACC / vmPFC a je kritickým prvkom v sieti oblastí, ktoré dostávajú zmyslové informácie z vonkajšieho sveta a tela a pôsobí ako senzoricko-visceromotorické prepojenie týkajúce sa sociálneho správania, kontroly nálady a motivácie⁴³, Táto časť u obéznych ľudí osciluje pri beta aktivite, ktorá sa týka senzorických predpovedí⁴⁴ a spracovanie status quo⁴⁵, Pri integrácii do nedávno vyvinutého konceptu behaviorálnych zmien⁴⁶ v ktorom pgACC vypočítava spoľahlivosť súčasného správania, by to hypoteticky mohlo naznačovať, že u obéznych ľudí pgACC vypočítava, že obézny stav je akceptovaným odkazom. PCC / Precuneus osciluje pri gama aktivite. Aktivita gama sa vzťahovala na chyby predpovedania, alebo inými slovami, zmena a PCC / precuneus je hlavný náboj od samoreferenčného^47,48 sieť predvoleného režimu. Možno predpokladať, že PCC / Precuneus obnoví referencie, tj riadi allostasis⁴⁹, pomocou prediktívneho resetovania referencie⁴⁹, Allostáza sa podieľala na závislosti⁵⁰, ako aj obezita (závislosť od stravovania)⁴⁹, V parahipokampálnej oblasti a pravej dolnej parietálnej a strednej tempo oblasti sú prítomné beta a gamma oscilácie. Parahipokampal sa podieľa na kontextovom spracovaní^51,52, zatiaľ čo pravá dolná parietálna oblasť je zapojená do multimodálneho senzorického integračného centra⁵³, Beta / gama väzba bola spojená s vynechanými stimulmi⁴⁴, Mohli by sme špekulovať o tom, že beta a gama aktivita v týchto oblastiach súvisí s nespracovaním (vynechané stimuly odvodené z potravy) v multimodálnej zmyslovej oblasti a nie s uvedením do kontextu. Takže u obéznych ľudí by hypotézy mohli byť podnecované v dekontextualizovanom rámci. tj bez ohľadu na kontext potraviny môžu byť chutné. Na druhej strane boli tiež zistené významné rozdiely medzi nízkymi a vysokými skupinami YFAS. Analýza spojenia medzi skupinami s nízkym YFAS a vysokým YFAS preukázala patologickú anti-korelovanú beta-aktivitu v pokojovom stave v rACC / dmPFC. Tento rozdiel je ešte výraznejší v analýzach korelácie s hladom. Zvýšený hlad je v korelácii so zvyšujúcou sa aktivitou gama v rACC / dmPFC vo vysokej skupine YFAS, podobne ako v oblasti rACC, ktorá koreluje s rastúcou túžbou pri závislosti na alkohole (Obr. 1 stredný, S1C-D). Rovnaká oblasť je aktivovaná indikáciami potravín, ktoré predpokladajú túžbu u ľudí s vyššími skóre YFAS v štúdii fMRI⁷, Naproti tomu v skupine s nízkym YFAS hladom sa prejavila negatívna korelácia s aktivitou v rovnakej oblasti RACC. Predchádzajúce štúdie ukázali, že rACC sa podieľa na túžbe po alkohole⁵⁴, ako aj legálne a nelegálne túžby po drogách⁵⁵, Naše zistenie naznačuje, že sa podieľa na túžbe po jedle. Už predtým boli hlásené rozdiely, aj keď nie významné, v aktivite v ACC medzi obéznymi jedincami s vyššími (> 3) verzus nižšími (≤2) príznakmi závislosti na jedle⁹, Zistenia z tejto štúdie môžu vysvetliť, prečo predchádzajúce neuroimagingové štúdie pri obezite priniesli protichodné výsledky.

V ACC sa vytvorila najzaujímavejšia časť mozgu⁵⁶ kvôli svojim mnohým navrhovaným funkciám. Patria sem pripisovanie salience⁵⁷, Bayesovské predikčné chyby spracovania⁵⁸, vyjadrenie požiadaviek potrebných na udržanie homeostatickej rovnováhy⁵⁹, a riadenie zodpovedajúcich reakcií správania⁶⁰, Táto štúdia naznačuje, že v skupine s vysokým YFAS sa zvyšuje príťažlivosť spojená s jedlom, stimulujúc túžbu po jedle⁶⁰.

Hlad v skupine NFAO koreluje pozitívne s rastúcou aktivitou theta v ľavej zadnej insule, v oblasti, ktorá spracováva somatosenzorický a viscerálny senzorický vstup, a ľavú chvostovú časť somatosenzorickej mozgovej kôry, ktorá spracúva chuť aj intraabdominálne senzorické informácie^61,62, Naproti tomu hlad hladne koreluje s aktivitou beta v ľavej prednej ostrove, ktorá sa podieľa na spracovaní afektívnych informácií z zadnej insulácie prostredníctvom autonómneho nervového systému⁶², To naznačuje, že senzorické a afektívne spracovanie viscerálnej informácie na ostrove je v tejto skupine disociované. Je lákavé špekulovať, že odpor voči homeostatickým signálom by mohol byť zodpovedný za tento účinok. Na preskúmanie tejto možnosti sú potrebné ďalšie štúdie.

Ako by mohla opačná patologická pokojová aktivita v DACC vyústiť do rovnakého obézneho fenotypu? Napriek tomu, že ešte neexistuje žiadne vysvetlenie, je lákavé špekulovať, že by mohol byť zapojený Bayesovský mozgový mechanizmus, pretože táto oblasť bola spojená s Bayesovským procesom učenia a prognózovania chýb^58,63, V skupine s vysokým YFAS môže byť problém s výpočtom chýb predpovede vyvolávať nutkanie na príjem potravy vedúce k obezite⁶⁴, analogicky tomu, čo bolo navrhnuté pre alkohol a iné závislosti⁶⁵, Avšak v skupine s nízkym YFAS sa hypotéza, že neprimerané viscerálne signály vedú k nesprávnemu predikčnému výpočtu.

Je známe, že závislosť od stravovania a konzumácia veľkého množstva koreluje vysoko (r = 0.78) (Imperatori, Innamorati et al. 2014) a že súvislosť medzi potravinovou závislosťou a psychopatológiou je sprostredkovaná nadmernou konzumáciou v klinickej populácii (Imperatori, Innamorati et al. 2014). A naozaj vidíme vzťah medzi výsledkami YFAS a BES. Avšak vzhľadom na nízky počet skutočne závislých ľudí na potravu (n = 3) a skutočných záchvatov (n = 2), táto štúdia nemôže potvrdiť toto zistenie pri ďalšej analýze. V skutočnosti, keď bola mozgová aktivita korelovaná s hladom, spokojnosťou, plnosťou, uznaním a skóre žiadosti o potravu, tieto skóre v skupinách s nízkou aj vysokou hodnotou YFAS nespolupracovali s skóre BES. Toto je slabosť tejto štúdie. Je však zaujímavé, že v skupine bez diagnostikovanej psychopatológie možno nájsť neurofyziologický rozdiel medzi nízkym a vysokým YFAS, ktorý nie je identifikovaný v strednej skupine. To naznačuje, že aj keď táto skupina s vysokým YFAS nemusí predstavovať reprezentatívnu vzorku ľudí s psychopatologicky závislými potravinami, že v skupine bez diagnostikovanej psychiatrickej choroby stále existujú rozdiely medzi nízkym a vysokým YFAS a že existuje skupina bez psychopatológie, má bežné elektrofyziologické vlastnosti s typickou závislosťou, v tomto prípade závislosťou od alkoholu.

Slabosť štúdie spočíva v tom, že zistenia EEG môžu byť len korelačné. Napriek prekrývajúcej sa "nervovej aktivite závislosti" medzi alkoholom a potravinovou závislosťou existujú určité predbežné dôkazy o tom, že úloha DACC v chute môže byť príčinná, V skutočnosti sa v kazuistike s použitím dvojitého kužeľa TMS zameraného na dACC ukázalo, že rTMS môže vyvolať dočasné (2-3 týždňové) zníženie túžby po alkohole⁶⁶, Ďalej v následnej kazuistike bola implantovaná elektróda na dACC pacienta so závislosťou od alkoholu na trvalé riešenie jeho závislosti na alkohole s trvalým pozitívnym výsledkom⁶⁷, To naznačuje, že dACC sa môže skutočne podieľať na kódovaní chuti vo všeobecnosti, ako to naznačuje predchádzajúca metaanalýza, ktorá sa zaoberá neurónovým korelátom túžby po rôznych látkach zneužívania⁵⁵.

Ďalšou slabou stránkou štúdie je, že sa použilo iba nepriame opatrenie pre konkrétnu túžbu po potravinách, tj túžba po jedle (chceli by ste niečo niečo kúpiť hneď teraz?). Napriek tomu, že túžba po potravinách je intenzívna túžba získať a konzumovať jedlo, zvyčajne túžba po jedle je intenzívna túžba konzumovať určité jedlo (napr. Veľmi často čokoláda) a líši sa od normálneho hladovania.

Tretím obmedzením tejto štúdie je nízke rozlíšenie lokalizácie zdroja, ktoré je vlastne výsledkom obmedzeného počtu senzorov (19 elektród) a nedostatku anatomických modelov dopredu špecifických pre daný subjekt. To je dostatočné na rekonštrukciu zdroja, ale vedie k väčšej neistote v lokalizácii zdroja a zníženej anatomickej presnosti, a preto priestorová presnosť súčasnej štúdie je podstatne nižšia ako pre funkčnú MRI. Tomografia sLORETA však získala značné ocenenie zo štúdií spájajúcich LORETU s inými existujúcimi lokalizačnými metódami, ako je fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging)^68,69, štrukturálne MRI⁷⁰, Pozitrónová emisná tomografia (PET)^71,72,73 a bol použitý v predchádzajúcich štúdiách na zistenie napríklad aktivity v sluchovej kôre^74,75,76, Ďalšia validácia sLORETA bola založená na tom, že prijali ako základnú pravdu lokalizačné nálezy získané z invazívnych implantovaných hlbokých elektród, v tomto prípade existuje niekoľko štúdií v oblasti epilepsie^77,78 a kognitívne ERP⁷⁹, Je potrebné zdôrazniť, že hlboké štruktúry, ako je predná cingulárna kôra⁸⁰, a mesial temporal lobes⁸¹ môžu byť správne lokalizované pomocou týchto metód. Ďalší výskum by však mohol zlepšiť priestorovú presnosť a presnosť použitím elektród s vysokou hustotou EEG (napr. 128 alebo 256 elektródy) a hlavných modelov pre jednotlivé subjekty a MEG záznamov.

Na záver uvádzame, že u obéznych jedincov existujú napriek identickým fenotypovým charakteristikám aspoň dva neurobiologické mechanizmy, ktoré sú patofyziologické, Najvýraznejší rozdiel medzi týmito dvoma obéznymi skupinami sa týka opačnej aktivity dACC. Existuje tiež pozoruhodná podobnosť medzi skupinami závisiacimi od potravín a alkoholu, čo naznačuje, že vysoké skóre YFAS naznačuje návykové ochorenie súvisiace s jedlom as podobnými neurobiologickými procesmi na závislosť od alkoholu. Naše výsledky tiež naznačujú, že liečba obezity, ako je medikácia alebo neuromodulácia, by mala byť individualizovaná na základe základnej neurobiologickej patofyziológie.

Ďalšie informácie

Ako citovať tento článok: De Ridder, D. et al. Mozog, obezita a závislosť: EEG neuroimagingová štúdia. Sci. Rep. 6, 34122; dva: 10.1038 / srep34122 (2016).

poznámky pod čiarou

Referencie